(57)【要約】【課題】  ころ軸受におけるエッジロードの発生を抑制して、長寿命のころ軸受を提供する。【解決手段】  ころ１２の端面１２ｂに凹部１２ｃを形成して、ころ１２の端部の半径方向の剛性を小さくし、ころ１２の端部に発生するエッジロードを抑制するようにした構成を特徴とする。【選択図】        図１
2005061528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設された複数のころとからなるころ軸受であって、
前記ころは、端面に凹部が形成されていることを特徴とするころ軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ころ軸受に関し、より詳細には、エッジロードを緩和させて高許容負荷容量を持ち且つ長寿命の、例えば鉄鋼用レベラーのバックアップロール用軸受に好適なころ軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
図３（ａ）に示すように、ころ軸受の一例である自動調心ころ軸受１は、外輪２と、内輪３と、複数のころ４とから構成されている。外輪２の内周面には外輪軌道面２ａが形成され、内輪３の外周面には内輪軌道面３ａが形成されており、外輪軌道面２ａと内輪軌道面３ａとの間に円周方向に２列に配列された複数のころ４が回動自在に配設されている。外輪２にラジアル方向の荷重が矢印Ａ方向に作用すると、外輪軌道面２ａ及び内輪軌道面３ａところ４との接触部には、面圧が作用する。図３（ｂ）に外輪軌道面２ａところ４との面圧分布曲線５、及び内輪軌道面３ａところ４との面圧分布曲線６を示す。一般的に、面圧は、図３（ｂ）に示すように、面圧分布曲線５、６の中央部５ａ、６ａが高く、端部に向かうに従って次第に低くなっている。そして、両端部において面圧が急激に高くなる、いわゆるエッジロード５ｂ、６ｂが生じた分布となっている。
【０００３】
局部的に面圧が高くなるエッジロード５ｂ、６ｂの存在は、ここを起点として早期剥離が生じる等、軸受寿命に悪影響を及ぼす。このため、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の自動調心ころ軸受１は、内輪軌道面３ａ（外輪軌道面２ａ）の曲率半径Ｒ１に対して、ころ４の転動面４ａの曲率半径Ｒ２を小さく設定して、エッジロード５ｂ、６ｂを低減させている。図４（ｃ）に内輪軌道面３ａの曲率半径Ｒ１に対して、ころ４の曲率半径Ｒ２を小さく設定したときの面圧分布曲線７を示す。こうすることにより、図４（ｃ）に示すように、転動面４ａの端部４ｂが内輪軌道面３ａ（外輪軌道面２ａ）に強く当接するのを防止してエッジロード７ｂを低く抑えるような工夫が施されていた。
【０００４】
また、アキシアル荷重が負荷される円筒ころ軸受において、内輪のつば面と、ころ端面の少なくとも一方に凸状の曲面を形成し、該曲面の曲率半径を所定の曲面形状となるように規定してエッジロードを発生し難くした円筒ころ軸受が開示されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−６５０６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図４（ｃ）に示すように、内輪軌道面３ａ（外輪軌道面２ａ）の曲率半径Ｒ１と、ころ４の転動面４ａの曲率半径Ｒ２との差が大きいほどエッジロード７ｂは小さくなる。しかし、曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２との差が大きくなると、これに比例して、ころ４の転動面４ａの中央部の面圧７ａが高くなり、該中央部での損傷が生じ易くなって、結果として軸受全体としての軸受寿命が短くなる問題点がある。即ち、エッジロード７ｂと転動面４ａの中央部の面圧７ａとは、相関関係にあり、従来は、ころ４の転動面４ａの端部の面圧（エッジロード７ｂ）と、中央部の面圧７ａとのバランスが採れるように、内輪軌道面３ａ（外輪軌道面２ａ）の曲率半径Ｒ１と、ころ４の転動面４ａの曲率半径Ｒ２を設定していた。
【０００６】
しかし、高荷重が作用する自動調心ころ軸受１ほど、内輪軌道面３ａ（外輪軌道面２ａ）の曲率半径Ｒ１と、ころ４の転動面４ａの曲率半径Ｒ２との差を大きく設定してエッジロード７ｂを下げなければならず、これと共に中央部の面圧７ａが高くなって、軸受の長寿命化は困難であり、改善の余地があった。
【０００７】
また、特許文献１に開示された円筒ころ軸受は、アキシアル荷重が作用したとき、内輪のつば面と、ころ端面の間に発生するエッジロードの低減を図ったものであり、本発明のラジアル荷重作用時のエッジロード低減対策とは異なるものである。
【０００８】
本発明は、前述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、ころ軸受におけるエッジロードの発生を抑制して長寿命のころ軸受を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
１）本発明に係るころ軸受は、内周面に外輪軌道面が形成された外輪と、外周面に内輪軌道面が形成された内輪と、前記外輪軌道面と前記内輪軌道面との間に転動自在に配設された複数のころとからなるころ軸受であって、前記ころは、端面に凹部が形成されていることを特徴としている。
【００１０】
前記１）に記載の発明によれば、ころの端面に凹部が形成されているので、ころの端部の半径方向の剛性は小さくなっている。このため、ころ軸受にラジアル方向の荷重が負荷されて、ころに半径方向の力が作用すると、ころの端部はわずかに撓み、エッジロードの発生を緩和することができる。従って、内輪軌道面（外輪軌道面）と、ころの転動面に曲率半径の異なる（ころの曲率半径は、内輪軌道面（外輪軌道面）の曲率半径より小さい）曲面を設けて、エッジロードの発生を抑制する場合、エッジロードの発生を抑えたまま、両曲率半径の差を小さくすることができる。これによって、ころの転動面中央部の面圧を下げることができ、面圧分布を平均化して、ころ軸受の長寿命化を達成することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上、説明したように、本発明のころ軸受によれば、ころの端面に凹部が形成されているので、ころの端部の半径方向の剛性は小さくなっている。このため、ころ軸受にラジアル方向の荷重が負荷されて、ころに半径方向の力が作用すると、ころの端部はわずかに撓み、エッジロードの発生を緩和することができる。
【００１２】
従って、内輪軌道面（外輪軌道面）と、ころの転動面に異なる曲率半径の曲面を設けて、エッジロードの発生を抑制する場合、エッジロードの発生を抑えたまま、両曲率半径の差を小さくすることができる。これによって、ころの転動面中央部の面圧を下げることができ、面圧分布を平均化して、ころ軸受の長寿命化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下本発明に係る実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１４】
図１は本発明の一実施形態のころ軸受を示し、（ａ）は要部を拡大して示す模式図、（ｂ）はころの側面図、図２は軌道面における面圧分布図である。
【００１５】
図１に示すように、本発明のころ軸受１０の内輪１１は、内輪軌道面１１ａが曲率半径Ｒ１の曲面に加工されている。一方、ころ１２は、転動面１２ａが曲率半径Ｒ３の曲面を有している。内輪軌道面１１ａの曲率半径Ｒ１は、ころ１２の転動面１２ａの曲率半径Ｒ３より、わずかに大きい曲率半径となっており、ころ１２の端部においてエッジロードが発生し難い形状とされている。また、ころ１２の両端面１２ｂは、ころの中心軸に向うに従って深さが深くなるように軸方向に抉られて凹部１２ｃが設けられており、端部の剛性（特に、半径方向剛性）が小さくされている。凹部１２ｃの断面形状は図示例に限定されず、ころの中心軸に向うに従って深さが深くなるよう、例えば断面Ｖ字状とされていても良い。尚、図１では、理解を容易にするため、内輪軌道面１１ａについてのみ示したが、外輪軌道面も内輪軌道面１１ａと同様に、ころ１２の転動面１２ａの曲率半径Ｒ３より、わずかに大きな曲率半径Ｒ１を持つ外輪軌道面が形成されている。
【００１６】
図４も参照して、内輪軌道面３ａ、１１ａが同じ曲率半径Ｒ１で形成された内輪３，１１を用いる場合、本発明のころ１２の転動面１２ａの曲率半径Ｒ３は、従来のころ軸受１のころ4の曲率半径Ｒ２より大きくなっている。従って、内輪軌道面１１ａに作用する面圧分布は、中央部の面圧８ａが従来のころ軸受１の面圧７ａより小さくなっている。
【００１７】
本実施形態の作用を説明する。本発明のころ軸受１０に半径方向の荷重が負荷されると、ころ１２の転動面１２ａが接触する内輪軌道面１１ａ及び外輪軌道面（図示せず）には、図２に示すような面圧分布曲線８の面圧が作用する。このとき、ころ１２の端面１２ｂには、凹部１２ｃが設けられて端部の剛性（特に、半径方向剛性）が小さくなっているので、ころ１２の端面１２ｂは半径方向にわずかに変形し、エッジロード８ｂの発生が抑制される。
【００１８】
また、本発明のころ１２の曲率半径Ｒ３は、従来のころ4の曲率半径Ｒ２より大きくされているので、内輪軌道面１１ａの軸方向中央部近傍に作用する面圧８ａは、従来の自動調心ころ軸受１に作用する面圧７ａに比較して小さくなっている。従って、内輪軌道面１１ａ（外輪軌道面）に作用する面圧分布曲線８は、ころ１２の軸方向全長にわたってフラットであり、その大きさは小さくなっている。言い換えると、面圧は、局部的に大きい所はなく、平均化された大きさとなっており、早期剥離等の起点となる点がなく、ころ軸受１０の寿命を長期化することができる。
【００１９】
尚、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良、等が可能である。その他、前述した実施形態における各構成要素の材質、形状、寸法、数値、形態、数、配置箇所、等は本発明を達成できるものであれば任意であり、限定されない。
【００２０】
また、本発明においては、ころ軸受は自動調心ころ軸受として説明したが、これに限定されるものではなく、他の形式のころ軸受においても適用することができ、同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１及び図２は本発明の一実施形態に係り、図１はころ軸受を示し、（ａ）は要部を拡大して示す模式図、（ｂ）はころの側面図である。
【図２】軌道面における面圧分布図である。
【図３】図３及び図４は従来例に係り、図３はころ軸受の一例である自動調心ころ軸受を示し、（ａ）は要部拡大縦断面図、（ｂ）は軌道面（外輪軌道面及び内輪軌道面）における面圧分布図である。
【図４】ころ軸受を示し、（ａ）はころ転動面及び内輪軌道面の曲率半径を示す要部拡大図、（ｂ）はころの側面図、（ｃ）は内輪軌道面における面圧分布図である。
【符号の説明】
【００２２】
１０          ころ軸受
１１          内輪
１１ａ        内輪軌道面
１２          ころ
１２ｂ        端面
１２ｃ        凹部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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